制订LH520ATV后HUB工序卡及第一道机加工夹具设计
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：张运涛学 号：0601510167专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：制订LH520ATV后HUB工序卡及第一道机加工夹具设计指 导 教 师:武培军 2010 年 4 月 3 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 LH520ATV沙滩车产品由林海开发，主要用于各种不规则路况及地形的代步及小批运输作业。本文对LH520ATV沙滩车进行了介绍，提出了制定加工工序卡注意点，论述了专用夹具设计的基本要求、精度的设计原则及夹具技术的发展趋势。关键词 LH520ATV 工艺规程 夹具1 产品概述林海集团LH520ATV沙滩车产品开发的设计指导思想是以市场为导向，以标准为依据，坚持诚信创新、领先一步的方针，力求充分吸收国外同类产品的优点、克服不足之处、在产品设计上有所创新。LH520ATV沙滩车是采用14。2L容积的油箱，离地高度183mm，长*宽*高的尺寸为2150*1195*1210，净重280KG，采用CVT变速机构，轴传动方式和液压碟刹的制动机构，发动机采用LH2V70双缸水冷四冲程，排量514ml液压与飞溅的润滑方式，噪声低、振动小、性能稳定。安全性指标、环保指标均达到国内外相关指令要求。LH520ATV沙滩车有广泛的用途，主要用于：海滨、公园娱乐、休闲运动、农业、林业中农场、草原作业及各种不规则路况及地形（如沙滩、泥地、洼地、雪地、坡地、草地、建筑工地等）的代步及小批运输作业。1.1 产品分析LH520ATV沙滩车动力强劲：国内首创的林海520ml四冲程大排量水冷发动机，高效轴传动系统，劲道十足；进退自如：采用带倒档的轿车级手动四档变速装置，让您在进退之间，随心所欲；驾乘舒适：四只宽大的低压轮胎、符合人体工程学原理的坐垫，轿车般地驾乘感觉更是让您超乎想象；安全可靠：整车超低重心设计，车身前后的高强度安全保险杠、符合美国农林部（USFS）要求配备防火星装置，高灵敏油压碟刹系统等，确保行车安全；方便实用：前后双载重货架，可方便地拖拉各种用途的拖车。1.2 经济性评价按单班年产量为2万台，利润约占3-10%，税金为7%计算，经济效益比较显著。2 机械加工的工艺规程机械加工工艺规程是规定零件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件之一，它是在具体的生产条件下，把较为合理的工艺过程和操作方法，按照规定的形式书写成工艺文件，经审批后用来指导生产。机械加工工艺规程一般包括以下内容:工件加工的工艺路线，各工序的具体内容及所用的设备和工艺装备，工件的检验项目及检验方法，切削用量，时间定额等。工艺规程是依据工艺学原理和工艺试验，经过生产验证而确定的，是科学技术和生产经验的结晶。所以，它是获得合格产品的技术保证，是指导企业生产活动的重要文件，正因为这样，在生产中必须遵守工艺规程，否则常常会引起产品质量的严重下降，生产率显著降低，甚至造成废品。但是，工艺规程也不是固定不变的，工艺人员应总结工人的革新创造，可以根据生产实际情况，及时地汲取国内外的先进工艺技术，对现行工艺不断地进行改进和完善，但必须要有严格的审批手续。生产计划的制订，产品投产前原材料和毛坯的供应，工艺装备的设计，制造与采购，机床负荷的调整，作业计划的编排，劳动力的组织，工时定额的制订以及成本的核算等，都是以工艺规程作为基本依据的。在新建和扩建工厂（车间）时，生产所需要的机床和其它设备的种类，数量和规格，车间的面积，机床的布置，生产工人的工种，技术等级及数量，辅助部门的安排等都是以工艺规程为基础，根据生产类型来确定。除此以外，先进的工艺规程也起着推广和交流先进经验的作用，典型工艺规程可指导同类产品的生产。 再制定工艺路线众还需遵循以下步骤（1） 计算年生产纲领，确定生产类型。 （2） 分析零件图及产品装配图，对零件进行工艺分析。 （3） 选择毛坯。 （4） 拟订工艺路线。 （5） 确定各工序的加工余量，计算工序尺寸及公差。 （6） 确定各工序所用的设备及刀具，夹具，量具和辅助工具。 （7） 确定切削用量及工时定额。 （8） 确定各主要工序的技术要求及检验方法。 （9） 填写工艺文件。 2.1 计算机辅助NC加工工序卡的设计工艺工作的电脑化对企业的经济效益有着十分重要的作用。 很重要的基础就是以柔性制造系统和加工中心为主的数控车间的生产、管理运作良好， 数控机床保持高效率、高柔性的特点， 工艺技术准备工作无疑是非常重要的环节。而工序卡的设计又是编程、夹具、刀具、量具等工艺技术准备工作的基础一环， 同时工序卡也是今后指导生产的重要技术文件。工艺设计已全部由工艺人员在电脑上操作， 利用本厂工艺管理系统软件来完成， 同时工艺卡片通过电脑打印出来。由于加工工序卡片目前尚无统一格式， 依据机械加工工序卡片一的基本格式， 结合加工的特点与实践， 制定出了加工工序卡， 此外需要说明的有几点1：（1） 随着电脑化管理的深人普及， 逐步将以物料编号取代零件图号。（2） 工序卡中的工步号与数控程序中的顺序号是一一对应的关系， 体现在数控程序中每个顺序号下包括若干个程序段来完成一个工步的加工内容。在数控程序中， 这种格式相对于每个程序段前写一个顺序号的格式， 更有利于节省加工中心电脑的内存空间。（3） 工序卡的空白框内主要用于清楚地显示工件定位装夹的工艺图。本厂开发的零件加工工序卡设计软件， 是基于又工作站的网络数据库系统， 并以卡片形式作为用户的交互界面， 同时， 集成了所有的操作功能于同一屏幕， 简化及方便了用户的操作。该套软件可辅助工艺人员设计零件加工工序卡， 可对加工工序或工步内容相似的零件工艺进行搜索并提供拷贝， 工艺人员只需修改拷贝上的部分参数即完成新的零件工序卡的设计。（4） 工序设计与工步设计的分步在设计工序卡时，工序内容的编辑与工步内容的编辑是分步进行的。因此系统采用了以工序为基础，逐步细化工步的方法，即，在设计时可以先进行工序的设计，而后完善工步内容设计，从而简化了设计过程。填写完工序内容后，通过编辑工步内容可以对工步进行添加、修改、删除、存储等操作。（5） 在工序卡设计中，表头信息可以通过数据库自动添加完成，也可以进行必要的修改；“工序卡显示”则可以直接通过浏览器将编辑好的工序卡上以事先规定的工序卡格式显示出来，方便用户浏览或打印输出1。3 专用夹具的设计3.1 专用夹具设计的基本要求一个优良的机床夹具必须满足下列基本要求：（1） 保证工件的加工精度 保证加工精度的关键，首先在于正确地选定定位基准、定位方法和定位元件，必要时还需进行定位误差分析，还要注意夹具中其他零部件的结构对加工精度的影响，确保夹具能满足工件的加工精度要求。（2） 提高生产效率 专用夹具的复杂程度应与生产纲领相适应，应尽量采用各种快速高效的装夹机构，保证操作方便，缩短辅助时间，提高生产效率。（3） 工艺性能好 专用夹具的结构应力求简单、合理，便于制造、装配、调整、检验、维修等。专用夹具的制造属于单件生产，当最终精度由调整或修配保证时，夹具上应设置调整和修配结构。（4） 使用性能好 专用夹具的操作应简便、省力、安全可靠。在客观条件允许且又经济适用的前提下，应尽可能采用气动、液压等机械化夹紧装置，以减轻操作者的劳动强度。专用夹具还应排屑方便。必要时可设置排屑结构，防止切屑破坏工件的定位和损坏刀具，防止切屑的积聚带来大量的热量而引起工艺系统变形。（5） 经济性好 专用夹具应尽可能采用标准元件和标准结构，力求结构简单、制造容易，以降低夹具的制造成本。因此，设计时应根据生产纲领对夹具方案进行必要的技术经济分析，以提高夹具在生产中的经济效益2。3.2 夹具设计精度的设计原则要保证设计的夹具制造成本低，规定零件的精度要求时应遵循以下原则：（1） 对一般精度的夹具（a） 应使主要组成零件具有相应终加工方法的平均经济精度；（b） 应按获得夹具精度的工艺方法所达到的平均经济精度，规定基础件夹具体加工孔的形位公差。对一般精度或精度要求低的夹具，组成零件的加工精度按此规定，既达到了制造成本低，又使夹具具有较大精度裕度，能使设计的夹具获得最佳的经济效果。（2） 对精密夹具 除遵循一般精度夹具的两项原则外，对某个关键零件，还应规定与偶件配作或配研等，以达到无间隙滑动等34。3.3 夹具技术的发展趋势夹具是机械加工不可缺少的部件，在机床技术向高速、高效、精密、复合、智能、环保方向发展的带动下，夹具技术正朝着下列方向发展。（1） 高精随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。高精度夹具的定位孔距精度高达5m，夹具支承面的垂直度达到0。01mm/300mm，平行度高达0。01mm/500mm。德国demmeler(戴美乐)公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为0。03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5m以内；夹具重复安装的定位精度高达5m；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达25m。机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业5。诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。（2） 高效为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多6。为了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。新型的电控永磁夹具，加紧和松开工件只用12秒，夹具结构简化，为机床进行多工位、多面和多件加工创造了条件7。为了缩短在机床上安装与调整夹具的时间，瑞典3R夹具仅用1分钟，即可完成线切割机床夹具的安装与校正。采用美国Jergens(杰金斯)公司的球锁装夹系统，1分钟内就能将夹具定位和锁紧在机床工作台上，球锁装夹系统用于柔性生产线上更换夹具，起到缩短停机时间，提高生产效率的作用8。 （3） 模块、组合夹具元件模块化是实现组合化的基础。利用模块化设计的系列化、标准化夹具元件，快速组装成各种夹具，已成为夹具技术开发的基点9。省工、省时，节材、节能，体现在各种先进夹具系统的创新之中10。模块化设计为夹具的计算机辅助设计与组装打下基础，应用CAD技术，可建立元件库、典型夹具库、标准和用户使用档案库，进行夹具优化设计，为用户三维实体组装夹具11。模拟仿真刀具的切削过程，既能为用户提供正确、合理的夹具与元件配套方案，又能积累使用经验，了解市场需求，不断地改进和完善夹具系统12。组合夹具分会与华中科技大学合作，正在着手创建夹具专业技术网站，为夹具行业提供信息交流、夹具产品咨询与开发的公共平台，争取实现夹具设计与服务的通用化、远程信息化和经营电子商务化1314。 （4） 通用、经济夹具的通用性直接影响其经济性。采用模块、组合式的夹具系统，一次性投资比较大，只有夹具系统的可重组性、可重构性及可扩展性功能强，应用范围广，通用性好，夹具利用率高，收回投资快，才能体现出经济性好15。德国demmeler(戴美乐)公司的孔系列组合焊接夹具，仅用品种、规格很少的配套元件，即能组装成多种多样的焊接夹具16。元件的功能强，使得夹具的通用性好，元件少而精，配套的费用低，经济实用才有推广应用的价值 1718。4 气动夹具的设计4.1 气动夹具的介绍目前工程上的机动夹具仍以液压传动夹具为主，然而液压传动系统容易出现油液的泄漏与挥发，并且液压泵等元器件运转时也会造成噪声污染。相反，气压传动以清洁型的压缩空气作为工作介质，具有成本低、无污染、安全、可靠性高和使用寿命长等优点，被称为“绿色夹具”。在考虑流体传动的设计方案时，应优先选用气压传动技术。但是，气压传动也有其自身难以克服的缺点，就是系统压力不可能太高（PA=0。40。7MPa），因而容易造成装置体积过于庞大。采用力放大机构与气压传动相结合，为解决这一棘手问题提供了新的思路。常见的力放大机构可分为长度效应（杠杆）、角度效应（斜楔、螺纹传动、凸轮、铰杆）和面积效应（帕斯卡原理）三种。对各种力放大效应机构进行串联组合，理论上可以得到任何级的串联力放大机构。4.2 气动夹具的特点气动夹紧机构是以压缩空气为能源的气动技术。在汽车工业中已得到广泛应用。它具有许多其他能源所不及的优点，空气可以从大气中取之不尽，没有介质费用的损失和供应上的困难。气动夹具，自动化程度高，结构简单，夹紧迅速，操作方便，原件便于标准化，并易于集中控制，程序控制和实现工序自动化，工人的劳动强度低，生产效率高，调整和维修方便，工作安全可靠性强，便于实现过载和自动保护。参 考 文 献1 赵立刚。 计算机辅助NC加工工序卡的设计M。 广东：广东机械出版社，1996。2 肖继德，陈守平。 机床夹具设计R。 北京空气动力研究所技术报告 BG7-270，北京：机械工业出版社，1999。 3 王光斗，王春福。 机床夹具设计手册M。 北京空气动力研究所技术报告 BG7-270，上海：上海科学技术出版社，2000。4 刘文剑，曹天河，赵维。 夹具工程师手册M。 哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1987。 5 李硕根。 罗仁芝摩托车左机体铣大平面基准气动夹具的设计J。 科技学报，2004，14（12）： 1518。6 吕云嵩。圆台铣床夹具液压系统改造EB/OL。(2005-12-05)。http:www。 。7 来建刚。 粗铣缸盖顶面及台阶面专用机床的设计J。 机电一体化技术，2000，1（94）： 2528。8 付书明 ，李明。 柔性组合机床及其生产线的发展探讨J。 成组技术与生产现代化，2006，23（1）：57。9 潘滨，韩松。 如何正确理解与选定组合机床的柔性J。 组合机床与自动化工技术，1999 ， (12):14。 10 熊幸明。 基于PLC的双面钻孔组合机床控制系统设计J。 计算机PLC 应用，2005，6（1）： 2729。11 李秀敏。 组合机床行业现状与发展思考J。 航空制造技术，2003，(4):4 1 43。 12 杨刚刚， 郎福元， 冯瑞成。 专用机床主轴系统的平衡分析J。 甘肃科学学报，2005，17（1）： 79。13 周碧旋。 一种专用组合机床J。 甘肃科学学报，2005，2（162）： 1012 。 14 栗 新， 张志民， 姚建民。 数控双面钻窝专用机床设计及调试J。 现代制造技术与装备，2007，3（178）： 2527。 15 侯志坚， 李国
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